Ihre Autovermietung für reine Elektrofahrzeuge!
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ERFAHRUNGEN, HINTERGRUND und AUSBLICK, INFOs zur E-MOBILITÄT und AKKUS

 

Als wir 2012 über das Thema Elektroautos recherchiert haben, war das nicht ganz einfach. Der Markt war extrem „übersichtlich” und es gab eigentlich nur den Tesla-Roadster (mit über 100.000,-€ unerschwinglich teuer und kleiner sportlicher 2-Sitzer mit viel zu wenig Platz), kurz darauf das Tesla Model S und den Renault ZOE. Alle anderen Marken und Fabrikate waren mit erheblichen Nachteilen behaftet.


Zunächst sind wir in einem ersten Schritt bei allen unseren Unternehmungen, Fahrten und Ausflügen, geschäftlicher oder privater Natur, der Frage nachgegangen, wo und wie man denn E-Autos überhaupt laden könnte. Als absolut praxistauglich stellte sich heraus, dass ein Laden an einer gewöhnlichen Starkstromsteckdose (die rote runde CEE-Steckdose) mit 11kW (3x16A) oder 22kW (3x32A) oder gar 43kW (3x63A) die beste Lösung ist.

Warum?
Nahezu alle Haushalte ab dem Entstehungsjahr 1970 haben eine sogenannte „dreiphasige” elektrische Versorgung. Beispielsweise ist jeder Elektroherd 3-phasig angeschlossen. Auch jeder Handwerker, jedes Hotel, jede Gaststätte, Jugendherberge, Tankstelle (ja! In der Werkstatt!), Reifenhändler, Metzger, Bäcker, Bauernhof, Pferdestall, Fußballverein, Feuerwehr, Schule, Tischler, Schreiner, Biogasanlage, jedes Haus mit einer PV-Anlage auf dem Dach, etc., also wirklich fast JEDER hat eine solche Steckdose! Und wenn nicht, ist eine Installation mit geringsten Mitteln möglich, die sich im Bereich von unter 200,-€ bewegen. Damit ist das „Ladeproblem” schon gar kein „Problem” mehr, sondern es sind die allerbesten Voraussetzungen gegeben, die es überhaupt gibt. Das gilt im übrigen für nahezu alle europäischen Länder!

Dass dieser Fundus an millionenfach vorhandenen und einfachsten Lademöglichkeiten sich in der öffentlichen Wahrnehmung nicht weiter verbreitet hat bzw. von dieser realisiert wird, verstehe wer will.


Im zweiten Schritt gingen wir daran, ab ca. 2013 nahezu alles zur Probe zu fahren, was einen elektrischen oder teilelektrischen Antrieb hat. Sei es Toyota Prius, Volkswagen e-Golf, BMW i3 und i8, Renault ZOE, Tesla Model S, Porsche Panamera Hybrid, Hybrid-Modelle von BMW, VW und Audi, Mercedes B-Klasse electric, Nissan Leaf, usw. Wir haben wirklich viele Fahrzeuge ausprobiert - mit niederschmetterndem Ergebnis. Außer, ja, außer dem Renault ZOE und dem Tesla Model S.
Doch zu diesen beiden Fahrzeugen kommen später noch ein paar Worte.


Warum ist das alles nur so problematisch?
Ernüchternd sind nahezu alle Hybrid-Fahrzeuge. Dass deren Verbrauchsangaben laut NEFZ-Zyklus (der im übrigen ein völlig praxisfremder Laborwert mit vielen im Alltag nicht vorkommenden Ausnahmen ist), wenn man die Hintergründe kennt, völlig irreal sind und an der Praxis absolut vorbei gehen, liegt klar auf der Hand. Es sei hier die Suche nach „NEFZ-Fahrzyklus" in Google empfohlen. Warum ein zu Beginn vollgeladener Akku für diese Normfahrt verwendet werden darf und nicht in den „Verbrauch" eingeht, ist ein weiteres Rätsel.

Als praktisches Beispiel sei eine Strecke von z.B. 600km genannt, die man fahren möchte (geschäftlich oder privat, ist egal). Dann ist nach den ersten Kilometern der viel zu klein dimensionierte Akku leer und das Fahrzeug schleppt unnötiges Gewicht herum, was nichts bringt und es verbraucht mehr Sprit (!) als das gleiche Verbrenner-Fahrzeug! Lediglich in Stop-and-go Verkehrssituationen können im Vergleich kleine „Verbrauchsvorteile” erzielt werden, weil Bremsenergie, die sonst verloren ginge, zumindest teilweise in einen Akku gespeist werden kann, der dann beim Anfahren „unterstützen” kann. Das war es aber dann auch schon. Und die tägliche Anwendung hat gezeigt, dass in den seltensten Fällen der viel zu kleine Akku eines Hybrid-Autos wirklich immer wieder stationär geladen wird. Unterwegs schon gar nicht, da diese Mini-Akkus meist nicht „schnellladefähig” sind und überwiegend mehrere Stunden benötigen, um wieder real 20km bis 30km elektrisch fahren zu können. Das für solche kurze Strecken häufig nötige, damit teilweise nervige, An- und Abstöpseln samt Stellplatzsuche erweist sich schnell als ziemlich praxisfremd und hinderlich.

Sehr lehrreich war u.a. eine Dolomiten-Ausfahrt mit verschiedenen Elektro- und Hybridfahrzeugen (10 Hybrid-Fahrzeuge, 5 Tesla) zusammen mit etlichen Ingenieuren. Hier verlieren die Hybridfahrzeuge ziemlich schnell ihre Sinnhaftigkeit, sei es durch einen nach nicht einmal 10km Fahrtstrecke entleerten Akku, der nach einer geringsten Abfahrt wieder „voll” ist und nicht weiter per Rekuperation geladen werden kann (sofern er dafür überhaupt vorgesehen ist!), im Anschluss daran doch wieder mechanisch und stark gebremst werden muss (diese Energie ist dann endgültig verloren!), der dann „kaugummiartigen” Leistungsentfaltung der Motoren, die auch noch ständig zu- und abschalten, dem dann in der Folge deutlich erhöhten Verbrauch durch das zusätzliche Gewicht und dem erhöhten Bremsenverschleiß. Insgesamt war niemand dabei, der anschließend einem Hybrid-Fahrzeug etwas Positives abgewinnen konnte.

Der zweite Punkt, der gegen Hybrid-Fahrzeuge spricht, ist der, dass irgendwie versucht werden muss, zwei völlig unterschiedliche Antriebskonzepte mit völlig unterschiedlichen Charakteristika zu „kombinieren”, zwingend dazu zusätzlich nötige komplexe Schalter und Regelungen integrieren und dazu sehr hohen und aufwändigen Aufwand treiben muss. Zwangsläufig kann das nicht optimal gelingen.

Nüchtern betrachtet wäre es viel sinnvoller, einen der beiden Antriebe zu optimieren, ergo entweder einen vernünftigen Verbrennungsmotor zu verwenden oder einen vernünftigen Elektroantrieb zu verbauen.

Und beim Recycling muss man dann zu guter Letzt auch keine „zwei" Autos verarbeiten.

Es gilt im übrigen noch etwas zu bedenken. Der Akku in einem Hybrid-Fahrzeug ist konzeptbedingt relativ klein (meist unter 14kWh) und dieser wird fahrzyklusbedingt im Alltag extremst belastet.
Moderne Fahrzeuge rekuperieren (elektrische Rückspeisung bzw. Laden des Akkus beim Bremsen) mit bis zu 60kW (oder auch mehr. Bei Tesla z.B. bis ca. 100kW.). Das ist ein echter „Hammerschlag” für einen solchen Zwerg-Akku. Die Lebensdauer wird drastisch verkürzt, ein Ersatz in wenigen Jahren durch die forcierte Alterung ist unausweichlich. Wer trägt diese nicht unerheblichen Kosten? Nicht nur hieraus resultiert eine allgemein gültige Tatsache: Je grösser die Akkukapazität (nicht Ah, sondern Wh (=VAh). Lassen Sie sich nicht von plakativen Werbesprüchen verunsichern!), desto überproportional länger hält der Akku!


An dieser Stelle sei eingefügt, dass ein Lithium-Ionen-Akku hauptsächlich durch drei Faktoren Schaden nehmen kann:

- Durch Tiefstentladung (damit kann man die Zell-Chemie dauerhaft und irreversibel schädigen)
- durch ständige Höchstspannungslagen (wenn er immer voll ist) und
- durch die Temperatur.

Die Tiefstentladung haben alle Hersteller gut im Griff und diese wird per Software verhindert. In den Akkus bleibt immer ein Rest vorhanden, der fahrtechnisch nicht abrufbar ist. Folglich sind bei allen Akkus netto ca. 90% der werbewirksam angegebenen Brutto-Kapazität nutzbar.

Die Höchstspannungslagen sind hier etwas problematischer, denn kleinere Akkus werden zyklus- und nutzerbedingt sehr viel häufiger voll geladen und bis an ihre Grenzen belastet als ein großer Akku. Es ist also hilfreich, wenn nach einer „Vollladung” zeitnah die Fahrt angetreten wird, um den Akku zu entlasten. Hier ist also das Nutzerverhalten gefragt. Man bedenke bei Hybridfahrzeugen genau dieses Problem! Allerdings sieht sich lediglich Tesla in der Lage, satte 8 Jahre Garantie auf den Akku zu geben, egal wie oft und wie dieser geladen wird. Hier spiegelt sich der enorme technische Vorsprung wieder.

Die Temperierung des Akkus ist auch nicht so einfach und bei einem größeren Akku viel leichter beherrschbar. Bei gleicher absoluter Leistungsentnahme wird ein kleinerer Akku viel schneller heiß als ein größerer und auch hier muss man klar zugeben, dass Tesla der einzige Hersteller ist, der das vollumfänglich im Griff hat.

Auch kann man allgemein gültig festhalten, dass sich ein Lithium-Ionen-Akku bei einer Kapazitätslage von 20% bis 80% „wohl” fühlt und in diesem Bereich am wenigsten „altert”. In diesem Bereich verbleiben zu können, ist ein größerer Akku fast schon zwingende Voraussetzung, denn bei kleiner Akkus wäre dann die sinnvoll nutzbare Kapazität und damit die erzielbare Fahrreichweite nahezu lächerlich. Das gilt insbesondere wieder für Hybridfahrzeuge!


Ein E-Auto braucht im Alltag ca. 16kWh bis 22kWh/100km Energie, manche mehr, manche weniger, aber es ist ein gesundes Mittel für einen lebendigen Fahrstil.
Ein 25kWh-Akku ist demnach in einer Stunde leer. Das sind ca. 100km (man bedenke die mögliche Netto-Entnahme!), ein 90kWh-Akku aber erst in 4 Stunden, das entspricht knapp 400km Reichweite. Wohlgemerkt bei gleicher Leistungsentnahme! Der größere Akku lebt also schon mal um den Faktor 4 länger als der kleinere, da er entsprechend weniger oft geladen werden muss, um die gleichen Strecken fahren zu können.
Da die „Alterung” des Akkus aber sogar stärker abnimmt je weniger derselbe belastet wird, darf man beruhigten Gewissens davon ausgehen, das der größere Akku rund 2-3 mal länger lebt als der kleinere.
Benannte kleinere Akkus haben deswegen eine Lebenserwartung von ca. 2.000 Zyklen (hier ca. 200.000km), die größeren bis zu 5.000 Zyklen (sage und schreibe sind das bis zu 2.000.000km!!), bis die Normkapazität unter 80% sinkt.
Da kann es bei kleinen Akkus schon mal knapp werden, muss man diese fast immer, wie schon oben beschrieben, auch richtig voll und leer machen, wenn es um den täglichen Einsatz geht.

Diese Werte werden u.a. von Erfahrungen und Werten bestätigt, die von Akkus existieren, die seit 2012 im Einsatz sind. Dass heutige Akkus mit den verbesserten Akkutechnologien tatsächlich auch diese Lebenserwartungen haben bzw. schon übertreffen, muss nicht mehr angezweifelt werden und man braucht sicherlich auch nicht auf die „nächste” Generation von Akkus warten, weil die heutigen so „schlecht” sind. Evolution wird zwar sicherlich noch stattfinden, aber das Rad wird als solches nicht noch einmal neu erfunden.

Das ist einfach nur unrealistisches Gerede, das schlichtweg nicht den Tatsachen entspricht.


Zurück zu den Erfahrungen.
Nachdem wir nun aber beschlossen hatten, unseren „älteren” Verbrenner-Fahrzeuge ersetzen zu wollen, verblieben nur noch rein elektrische Autos, wie z.B. Nissan Leaf, BMW i3, VW e-Golf, Mercedes B-Klasse electric und der Renault ZOE.
Das einzige Auto aus dieser „kleineren” Klasse, das dem Alltagsanforderungen wirklich gut gewachsen ist, ist der Renault ZOE. Ganz einfach aus dem Grund, weil der Renault ZOE mit bis zu 43kW (s.o.) einfachst geladen werden kann!
Alle anderen sind nur an den meist nicht am Arbeitsplatz oder zu Hause vorhandenen Schnelladesäulen (Stichwort CCS oder CHAdeMO) zügig zu laden.
Im Klartext steht beim täglichen „Hausgebrauch" z.B. ein VW e-Golf ca. 8 bis 12 Stunden, bevor man wieder ca. 80 bis 100km fahren kann. Der Renault ist dagegen nach einer halben Stunde wieder für die gleiche Distanz einsatzbereit.

Woher kommen diese Werte?
Wenn man vereinfacht 20kWh/100km Verbrauch ansetzt, ergeben sich mit „Ladeverlusten” (die bei kleineren Ladeleistungen meist deutlich höher sind als bei größeren) Zeiten, die bei ca. 12 Stunden für 100km bei einem Anschluss an einer Schuko-Steckdose liegen (hier kann man auf Dauer meist nur ca. 2kW entnehmen), von ca. 2 Stunden bei 11kW, einer Stunde bei 22kW und 25min bei 50kW. Bei Tesla kann man mit bis zu 135kW laden (durchschnittlich mit 100kW), da hat man in 25min etwa eine Reichweite von 250km geladen, also für 100km in rund 10 Minuten! Eine feine Sache!

Wenn eine 11kW/22kW-Installation mit CEE-Steckdose nicht vorhanden ist, so kann man diese für wenige 100,-€ einbauen lassen. Zum Laden genügt dann ein im Handel erhältlicher UMC (siehe FAQ). Ob man als Alternative eine echte Wallbox installieren möchte, ist Geschmackssache. Sie ist deutlich preisintensiver und nicht mobil, denn u.a. hier wir meist ein spezieller Fi-Schutzschalter benötigt, der recht teuer ist (im UMC ist dieser bereits enthalten).

Über jeden Zweifel erhaben ist das Tesla Model S (oder Model X), denn es kann sowohl mit bis zu 22kW zu Hause einfachst geladen werden sowie auf der Strecke mit den kostenlosen und Teslaeigenen SuperChargern (Abstand ca. 150km). Dort lädt man praxisgerecht bei einer Kaffee- und Toilettenpause (ca. 25min) runde 250km nach. Natürlich kann man einen Tesla auch an allen anderen Ladesäulen anschließen (außer CCS). Kein anderes Auto bietet diese problemlose Vielfalt. Besser geht es nicht und Ankündigungen der restlichen Autoindustrie sind weit weg von jeder Realität und erst in etlichen Jahren (wenn überhaupt) nennenswert vorhanden.

Auch das Laden über Induktion ist mit enormen Problemen behaftet, sei es vom Wirkungsgrad, der übertragbaren Leistungen, der Flexibilität, usw. Da ist es viel einfacher, irgendwo ein Kabel mit Stecker ins Auto einzustecken und zu laden.

Ein Verbrenner-Fahrzeug, auch alle Hybrid-Fahrzeuge, sind und bleiben Zeit ihrer Existenz unter Umweltgesichtspunkten fragwürdig. Mit einem E-Auto hat man zumindest die Chance, dass man regenerativ laden kann. Das geht sogar einfacher als es manch einer glauben möchte. Mit einer PV-Anlage, die z.B. 10kWp an Leistung bringt, kann man ca. 9.000kWh Energie pro Jahr erzeugen. Das ist genug für 40.000km Fahrleistung! Ein Verbrenner-Auto hat für die gleiche Fahrleistung mindestens 60.000 Kubikmeter Luft (knapp 70 Tonnen!) für den Menschen unbrauchbar gemacht, rund 7.500kg CO2 erzeugt und ca. 5.000,-€ Sprit verbraucht.

Wie man also E-Autos wirklich nachhaltig und ökologisch sinnvoll versorgen kann, ist eines unserer Beschäftigungsfelder.


Was haben wir nun weiter vor?
Wir beschäftigen uns auch intensiv mit dem zweiten Schritt, der eben nur mit der Anschaffung eines Elektroautos lösbar ist. Die wirklich nachhaltige Mobilität und das wirklich nachhaltige Laden über PV-Anlagen und Windkraft, sei es mit oder ohne Zwischenspeicherlösungen, die jenseits der 200kWh (bis ca. 1MWh) Kapazität geplant sind. Unseren praktischen Ansätze gehen sogar soweit, dass Versuche und Entwicklungen da sind, die eine völlige Autarkie eines Haushalts inklusive ausreichender Elektromobilität mit jährlich 40.000km möglich ist. Ende 2017/Anfang 2018 dürften wir die ersten belastbaren Ergebnisse vorweisen können.

Hier schließt sich der Kreis nachhaltiger Energieversorgung einschließlich voller Mobilität unter weitestgehend möglicher Berücksichtigung ökologischer Gesichtspunkte. 

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